CN103176064A

CN103176064A - 能够电能回收的烧机测试设备

Info

Publication number: CN103176064A
Application number: CN2011104301428A
Authority: CN
Inventors: 张宏展; 郭政谦; 黄李坚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2013-06-26

Abstract

一种能够电能回收的烧机测试设备，包括：一交流/直流转换器，其输入端连接至一交流电源；一测试区块，用以设置一个以上待测转换器，且其输入侧连接交流/直流转换器的输出端；一主动电子负载，其输入端连接至测试区块的输出侧，用以对待测转换器提供负载特性的仿真；以及一电能回收线路，用以将主动电子负载的输出侧与测试区块的输入侧连接，以将电能从主动电子负载的输出侧回送至测试区块的输入侧，以进行电能回收。

Description

能够电能回收的烧机测试设备

技术领域

本发明涉及一种烧机测试设备，尤其涉及一种用于电源转换器的能够电能回收的烧机测试设备。

背景技术

在激烈的商业竞争中，电源转换器制造商的产品除了需要符合技术规格外，亦需维持高可靠度与高质量。若无法于产品出厂前检测出质量不良的产品，将会严重影响商誉及增加损失。因此，电源转换器制造商会于产品出厂前进行烧机测试。

除了要维护产品的质量外，许多国家及国际大型企业已积极推动碳足迹标签，并要求厂商本身及其供应链厂商需提供碳足迹标签，因此未来若要于市场上竞争除需优良的技术与产品可靠度外，低碳足迹也将会成为产品竞争的项目之一。自然，产品是否符合低碳要求，也就是产品是否节能省电，亦属于产品出厂前测试的项目。

烧机测试的进行是在待测转换器的输出端连接一烧机测试设备，也就是以烧机测试设备作为待测转换器的负载来进行的一种测试作业，其依类型可分为被动式负载及主动式负载。

被动式负载主要是由电阻负载箱所组成，被动式负载因为会受待测转换器输出电压、电阻的温度系数及无回授控制等因素影响，因此测试电流较不稳定。

主动式电子负载则是在待测转换器与电阻负载箱之间加入一级转换器，经由转换器的控制，除了可使测试电流维持稳定，亦可动态更改测试电流，因此目前在业界系以主动式电子负载为主流。

然而，无论是被动式负载或主动式电子负载，均需使用电阻负载箱，电阻负载箱除了会将电能以热的形式消耗外，还另外需要风扇来辅助散热，因而往往会造成测试设备体积庞大且需额外的电能损耗。

由上述内容可知，为提升产品可靠度及质量所进行的烧机测试，需耗费大量电能并将增加产品的碳排放量，因而既不符合低碳与节能的环保概念又会增加生产成本。因此，在许多文献中提出使用具电能回收的烧机测试设备，以将电能回收再利用。此举除了可以大幅降低烧机测试所需的电能费用及时间外，并可符合节能与低碳的环保概念。

针对直流/直流转换器的具电能回收的电子负载来说，依其所回收的电能型式可再分为直流及交流二种型式。例如，图1绘示针对直流/直流转换器以直流型式来回收电能的烧机测试架构，图2绘示针对直流/直流转换器以交流型式来回收电能的烧机测试架构。由此可知，待测转换器若为直流/直流转换器，则可将电能以直流型式回收至直流侧(如图1所示)或者以交流型式馈入市电(如图2所示)。

而交流/直流转换器、直流/交流转换器及不断电系统(UPS)均以馈入市电为主。例如，图3绘示针对不断电系统或直流/交流转换器以交流型式来回收电能的烧机测试架构，图4绘示针对交流/直流转换器以交流型式来回收电能的烧机测试架构。图3和图4的架构最后都馈入市电。

然而，目前现有的交流/直流转换器的烧机设备主要是将电能以交流型式馈入市电，其等除了需多使用一级直流/交流转换器外，电路及控制器设计亦较为复杂且电能回收率较低。此外，当其所馈入市电的功率较大时，尚需考虑并联时的相关规范以避免影响电力质量、设备及人员安全。

因此，本发明系针对交流/直流转换器，提出一新颖的电能回收架构，其可将电能直接以直流型式回收至待测转换器的输入端，除了可节省一级反流器的使用外，并可避免馈入市电所需的复杂控制策略及规范。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种能够电能回收的烧机测试设备。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：的一种能够电能回收的烧机测试设备，包括：一交流/直流转换器，该交流/直流转换器的输入端连接至一交流电源，且该交流/直流转换器的输出端所输出的电能为直流电；一测试区块，其用以设置一个以上待测转换器，且测试区块的输入侧连接至交流/直流转换器的输出端，以从交流/直流转换器得到直流电的供应；一主动电子负载，该主动电子负载的输入端连接至测试区块的输出侧，且主动电子负载用以对该待测转换器提供负载特性的仿真，进而使得该待测转换器维持定电流输出，其中主动电子负载所输出的电能为直流电；以及电能回收线路，其连接至主动电子负载的输出侧与测试区块的输入侧，以将主动电子负载所输出的直流电，从主动电子负载的输出侧回，送至测试区块的输入侧，进而进行电能回收。

其中，本发明以单级转换器为架构，直接将电能以直流型式回收至待测转换器的输入端，因而其除了可以节省一级反流器的使用外，在控制上及电路上均较现有设备更为简单。

此外，本发明的另一实施例可将待测转换器的输入端并联，同时将输出端串联的方式加以连接，使其可同时进行多组待测电源转换器的烧机测试。

本发明具有以下优点：(一)因为是单级架构，在控制上及电路上均较为简单，而且成本低；(二)电能回收率高，经实际测试验证，最高可节省约70％的电能；(三)以直流型式回收至直流侧，无需并联市电，因此不用考虑市电并联时所需的相关规范；以及(四)因为可以同时测试多组转换器，所以能节省测试时间。

附图说明

图1为针对直流/直流转换器以直流型式回收的烧机测试架构图。

图2为针对直流/直流转换器以交流型式回收的烧机测试架构图。

图3为针对不断电系统或直流/交流转换器以交流型式回收的烧机测试架构图。

图4为针对交流/直流转换器以交流型式回收的烧机测试架构图。

图5为本发明一实施例的烧机测试设备的结构示意图。

图6为图5的主动电子负载内部的电路图。

主要组件符号说明：

具体实施方式

图5是依据本发明一实施例的烧机测试设备的结构示意图。由图5可知烧机测试设备的结构包含交流/直流转换器(504)及主动电子负载(520)，其中交流/直流转换器(504)可以是全桥整流转换器，而主动电子负载(520)是直流/直流转换器。

交流/直流转换器(504)主要是利用全桥整流，以将外界供应的市电由交流电源(502)的交流电转换为直流电，然后以直流电供应至一个以上待测转换器(511～518)的输入端(a，b)，流入待测转换器(511～518)的电流，再由该待测转换器(511～518)内部的输入电容器稳压。

为同时测试多组待测转换器(511～518)，并缩减烧机测试时间，本发明的一实施例将全部待测转换器(511～518)的输入端(a，b)以并联方式连接，并将全部待测转换器(511～518)的输出端(c，d)以串联方式连接。其中，因为其是以直流电输入全部待测转换器(511～518)来进行测试，所以此时全部待测转换器(511～518)的输入端(a)是正极，输入端(b)是负极，输出端(c)是正极，输出端(d)则是负极。

而后，电流从待测转换器(511～518)的输出侧(C，D)，流入作为待测转换器(511～518)的负载的主动电子负载(520)。再从主动电子负载(520)的输出侧(E，F)，将电能以直流型式通过电能回收线路(506a，506b)，回送至待测转换器(511～518)的输入侧(A，B)，如图5所示。

因为全部待测转换器(511～518)的输入端(a，b)是以并联方式连接，所以只要用单一待测转换器所需的电压差(例如，311伏特)即能供电给全部待测转换器(511～518)。

另外，本发明将全部待测转换器(511～518)的输出端(c，d)以串联方式连接，所以能在待测转换器(511～518)的输出侧(C，D)，将全部待测转换器(511～518)电压差迭加起来，例如，若12伏特的待测转换器有8个，迭加起来后就有96伏特。

而例如交流电源(502)的电压为220伏特，主动电子负载(520)的输出侧(E，F)的电压差可能需高达311伏特，才能将电能通过电能回收线路(506a，506b)回送至待测转换器(511～518)的输入侧(A，B)，则待测转换器(511～518)的输出侧(C，D)的电压差自然是愈高愈好，如此才能减少主动电子负载(520)的升压比，从而减少主动电子负载(520)内部组件的耐压规格以及变压器的线圈匝数，进而减少主动电子负载(520)的制造成本。

因此，本发明将全部待测转换器(511～518)的输出端(c，d)以串联方式连接，使其能够将待测转换器(511～518)的输出侧(C，D)的电压差提升，从而达成上述减少主动电子负载(520)的升压比的目的。

图6进一步绘示图5的主动电子负载(520)内部的电路图。主动电子负载(520)主要的电路架构为返驰式(Flyback)，且内部电路包括：一升压变压器，包括具有NP匝数的电感(LP)、和具有NS匝数的电感(LS)；一缓冲器，其包括并联的缓冲电感(Csn)和缓冲电阻(Rsn)，并与一缓冲二极管(Dsn)串联；一增强型金属氧化物半导体场效晶体管(Q)；二极管(Dq)，其系跨接该增强型金属氧化物半导体场效晶体管(Q)的两端；以及一输出二极管(DO)。

其中，该缓冲器与升压变压器并联，其之整体再与增强型金属氧化物半导体场效晶体管(Q)串联。电流(IP)流经电感(LS)后，会在电感(LS)产生直流电流(ID)，并产生输出电压(VO)，直流电流(ID)流经输出二极管(DO)后，经过主动电子负载(520)的输出侧(E)，然后通过电能回收线路(506a)回送至测试区块(510)的输入侧(A)。其中测试区块(510)是用以设置图5所示的一个以上待测转换器(511～518)。

简言之，主动电子负载(520)的主要功能是对待测转换器(511～518)提供负载特性的仿真，使待测转换器维持定电流输出，以及回收电能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围的内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种能够电能回收的烧机测试设备，其特征在于，包括：

一交流/直流转换器，该交流/直流转换器的输入端连接至一交流电源，且该交流/直流转换器的输出端输出的电能为直流电；

一测试区块，其用以设置一个以上待测转换器，且该测试区块的输入侧连接至交流/直流转换器的输出端，以从交流/直流转换器得到直流电的供应；

一主动电子负载，该主动电子负载的输入端连接至测试区块的输出侧，且该主动电子负载用以对所述待测转换器提供负载特性的仿真，进而使待测转换器维持定电流输出，其中主动电子负载所输出的电能为直流电；以及

一电能回收线路，其将主动电子负载的输出侧与测试区块的该输入侧连接，以将主动电子负载所输出的直流电，从主动电子负载的输出侧回送至测试区块的该输入侧，以进行电能回收。

2.如权利要求1所述的能够电能回收的烧机测试设备，其特征在于，所述交流/直流转换器是一全桥整流转换器。

3.如权利要求1所述的能够电能回收的烧机测试设备，其特征在于，所述待测转换器的输入端是以并联方式来连接。

4.如权利要求1所述的能够电能回收的烧机测试设备，其特征在于，所述待测转换器的输出端是以串联方式来连接。

5.如权利要求1所述的能够电能回收的烧机测试设备，其特征在于，所述主动电子负载的内部电路还包括一升压变压器。

6.如权利要求5所述的能够电能回收的烧机测试设备，其特征在于，所述主动电子负载的内部电路还包括一缓冲器，其与升压变压器并联，其中缓冲器包括并联的缓冲电感和缓冲电阻。

7.如权利要求6所述的能够电能回收的烧机测试设备，其中在并联的缓冲电感和缓冲电阻之后与一缓冲二极管串联。

8.如权利要求6所述的能够电能回收的烧机测试设备，其特征在于，所述主动电子负载的内部电路还包括一增强型金属氧化物半导体场效晶体管。

9.如权利要求8所述的能够电能回收的烧机测试设备，其特征在于，所述主动电子负载的内部电路还包括一二极管，其跨接至增强型金属氧化物半导体场效晶体管的两端。

10.如权利要求8所述的能够电能回收的烧机测试设备，其特征在于，所述缓冲器与升压变压器的整体，与所述增强型金属氧化物半导体场效晶体管串联。